JP2005069918A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 少なくとも非晶質シリコン部位に相当する画像から、非晶質シリコン
部位の形状復元処理を正確に行うことができる画像処理装置および画像処理方法
を提供する。
【解決手段】 論理積算出部２５によって、各二値化画像において共に対象画像
領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比較処理を実行した後、画像変化
比較部２６によって、２つの二値化画像における対象画像領域の画素数が同一で
あるか否かを判定する。しかも、制御手段によって、対象領域拡大処理した後比
較処理する拡大比較サイクルを、比較処理前後の画像における画素数が一致する
まで、繰り返して実行するように制御する。それ故、仮に入力二値化画像が複雑
な形状であっても、対象画像領域を高精度に形状復元することが可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関し、たとえばアクティブマト
リックス形の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）などを製造す
る場合に、固相成長結晶化工程後に用いられる結晶性膜における残留非晶質部位
の形状解析を実施するための画像処理装置および画像処理方法に関する。

高解像度の要望が強い液晶表示素子およびイメージセンサーなどにおいては、
駆動方式として、たとえばガラスなどの絶縁基板の一表面部に高性能な半導体素
子を形成したアクティブマトリックス形の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin
Film Transistor）が用いられている。前記ＴＦＴには、薄膜状のシリコン半導
体を用いるのが一般的である。薄膜状のシリコン半導体は、非晶質シリコンつま
りアモルファスシリコンから成る非晶質シリコン半導体と、結晶性を有するシリ
コンから成る結晶性シリコン半導体との２つに大別される。

非晶質シリコン半導体は、成膜温度が比較的低く、気相成長法によって比較的
容易に製造することが可能であり、量産性に富むといった特徴を有するので、最
も一般的に用いられている。しかし非晶質シリコン半導体は、結晶性シリコン半
導体に比べて導電性などの物性が劣るので、高速特性を得るために結晶性シリコ
ン半導体から成るＴＦＴの製造技術および製造方法の確立が強く求められている
。

製造技術としては、結晶性シリコン半導体を形成する技術が開示されている（
たとえば特許文献１）。すなわち、基板の一表面部に、プラズマＣＶＤ（プラズ
マＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法または減圧熱化学気相成長法などに
よって、アモルファスシリコン薄膜が形成される。このアモルファスシリコン薄
膜に金属触媒を塗布し、固相成長結晶化工程を施した後、レーザアニール結晶化
工程を経て、連続結晶粒界を有する結晶性シリコン半導体膜（以後、単に結晶膜
と呼ぶ場合もある）が形成される。

前記特許文献１に記載の従来技術では、固相成長結晶化工程における結晶化が
不十分な場合、基板の一表面部のうち、非晶質シリコンのまま残留する領域は大
きくなる。反対に、固相成長結晶化工程における結晶化が行過ぎた場合、基板の
一表面部のうち、非晶質シリコンのまま残留する領域は小さくなる。

ここで、固相成長結晶化工程後の残留非晶質シリコン部位がある一定の大きさ
を超えたとき、その残留非晶質シリコン部位は、レーザアニール結晶化工程にて
連続結晶粒界を有する結晶性シリコン半導体膜とはならず、十分な導電性が得ら
れないといった問題を生じる。したがって、このような一定の大きさを超える非
晶質シリコン部位は欠陥として検出して、その欠陥形状および濃度分布から、欠
陥の発生原因を調査する必要がある。

画像処理を用いた固相成長結晶化工程の観察手法を考察する。先ず、特定の波
長を有する光を被検査対象に照射し、前記被検査対象を撮像した場合に、非晶質
シリコンは低濃度部位として、結晶性シリコンは高濃度部位として濃度値の違い
で画像内に反映されて表される。したがって前記画像を二値化することによって
、非晶質シリコンと結晶性シリコンとの分離する。これによって非晶質シリコン
の観察が可能となる。さらに二値化後の非晶質シリコン部位相当部（非晶質シリ
コン部位、または単に非晶質シリコンと呼ぶ場合がある）について、収縮フィル
タリング処理を実施する。これによって、一定サイズ以上の非晶質シリコン部位
に相当する画素だけを抽出することが可能となる。

たとえば１０μｍを超える非晶質シリコン部位だけを抽出したい場合には、５
μｍ相当の収縮フィルタリング処理を、全ての非晶質シリコン部位の全周囲にて
実施することによって、１０μｍ以下の非晶質シリコン部位を消去するものであ
る。前記収縮フィルタリング処理以降に残った部位が、１０μｍを超える非晶質
シリコン部位となる。その後、収縮された非晶質シリコン部位に膨張フィルタリ
ング処理を行うことによって、元の形状を復元させ、その形状および濃度分布な
どによって、これらの欠陥発生原因の解析を行う。

これら一連の画像処理の目的は、導電性欠陥に関する良否選別のみならず、欠
陥発生原因の分析によるプロセスへの早期フィードバックにあり、正確なフィー
ドバックを実現するためには、前記復元処理において、より精度の高い形状復元
を実現することが必要である。

従来技術では、たとえば円形粒子の集合画像に対して、各粒子が１画素になる
まで収縮処理を実施する。次に１つの画素を中心にして、隣接した粒子境界が最
小でも所定画素あくようにして膨張処理を行い形状を復元させる。その際に１画
素から数画素分、元の大きさよりも少し大きく膨張処理を行う。その後、前記膨
張処理後の画像と、原画像である粒子画像との論理積をとることによって、原画
像における粒子形状に一層近い形状での復元を実現している（たとえば特許文献
２）。
特開平８−６９９６８号公報 特許第２７３０４３５号公報（第２−３頁、第３−４図）

特許文献２に記載の従来技術では、図形の形状が複雑な場合に、完全に形状復
元ができないという課題がある。たとえば複数の粒子が結合したような形状の欠
陥に対して、特許文献２の技術を用いて形状復元を行った場合は、結合された粒
子を分離して複数の別個の欠陥として形状復元する。図７は、従来技術に係り、
２値化原画像が収縮および膨張処理される工程を段階的に示す図である。具体的
に、前記特許文献２に記載の従来技術では、図７（１）の画像データに示すよう
な結合された粒子形状の非晶質シリコン部位に対して、収縮および膨張処理を行
った場合、膨張処理時に各画素に対して粒子境界領域を設けるため、最終的に図
７（８）の画像データに示すような分離された２つの粒子形状として検出される
。

図８は、従来技術に係り、二値化原画像が収縮および膨張処理される工程を段
階的に示す図である。特許文献２の技術を用いて、図８（１）に示す異なる径の
粒子が結合された非晶質シリコン部位に対して、収縮および膨張処理を行った場
合、対象形状に合わせて膨張回数を規定せず、図７（１２）に示す画像データに
示すように、十分な膨張を行わずに二値化原画像との論理積をとるために、元の
形状が完全に復元されない場合がある。また、枝状の複雑な形状を有する画像に
対して、収縮処理画素数を１画素から数画素超えるような膨張処理を行ったとし
ても、幹となる太い部位だけが復元され、枝状の部位については正確に復元され
ない。

液晶表示素子などの結晶性シリコン半導体膜形成のための結晶化工程において
は、一定サイズを超える非晶質シリコン部位が検出された場合には、これをプロ
セス装置に起因する欠陥と捉え、欠陥原因となるプロセス装置を特定する。その
後、前記欠陥の再発防止対策が必要となる。通常は、検出された欠陥の出現位置
、濃度分布および形状などから欠陥分類を行い、プロセス装置を特定する。ここ
で、欠陥の実際の出現位置に対する画像処理などによる検出位置誤差は非常に小
さく、プロセス装置を特定するうえで大きな問題とはならない。前記濃度分布は
、欠陥形状の画像と原画像との論理積をとることによって得られる。

たとえば回転塗布装置に起因する欠陥は、対象ワークの周辺部位で遠心力によ
って外周方向に延びる。前記回転塗布装置はスピンコーターとも呼ばれる。この
ように欠陥形状は、プロセス装置の性質を如実に表現する。つまり前記欠陥形状
を正確に検出することが、欠陥原因となるプロセス装置を特定するうえで必要不
可欠である。

したがって本発明の目的は、少なくとも非晶質シリコン部位に相当する画像か
ら、非晶質シリコン部位の形状復元処理を正確に行うことができる画像処理装置
および画像処理方法を提供することである。

本発明は、入力二値化画像に対して、前記二値のいずれか一方で表される対象
画像領域が小さくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか一方の処理で
ある対象領域縮小処理を実行する縮小処理手段と、
少なくとも前記対象領域縮小処理された二値化画像に対して、前記対象画像領
域が大きくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか他方の処理である対
象領域拡大処理を実行する拡大処理手段と、
前記対象領域拡大処理された二値化画像と、入力二値化画像とを比較し、各二
値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比
較処理を実行する比較処理手段と、
前記比較処理された二値化画像と、この比較処理前の二値化画像とにおける対
象画像領域の画素数が同一であるか否かを判定する判定手段と、
予め定める設定回数の対象領域縮小処理を、入力二値化画像に対して実行し、
得られる二値化画像に対して、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比較サ
イクルを、判定手段の判定結果に基づいて、比較処理前後の画像における画素数
が一致するまで、繰り返して実行するように、縮小処理手段、拡大処理手段、比
較処理手段および判定手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像
処理装置である。

本発明に従えば、縮小処理手段は、入力二値化画像に対して、前記二値のいず
れか一方で表される対象画像領域が小さくなるように、膨張処理および収縮処理
のいずれか一方の処理である対象領域縮小処理を実行する。前記縮小処理手段に
よって対象領域縮小処理を実行した後、拡大処理手段は、少なくとも前記対象領
域縮小処理された二値化画像に対して、前記対象画像領域が大きくなるように、
膨張処理および収縮処理のいずれか他方の処理である対象領域拡大処理を実行す
る。

比較処理手段は、前記対象領域拡大処理された二値化画像と、入力二値化画像
とを比較し、各二値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象
画像領域とする比較処理を実行する。判定手段は、前記比較処理された二値化画
像と、この比較処理前の二値化画像とにおける対象画像領域の画素数が同一であ
るか否かを判定する。そして制御手段は、予め定める設定回数の対象領域縮小処
理を、入力二値化画像に対して実行し、得られる二値化画像に対して、対象領域
拡大処理した後比較処理する拡大比較サイクルを、判定手段の判定結果に基づい
て、比較処理前後の画像における画素数が一致するまで、繰り返して実行するよ
うに、縮小処理手段、拡大処理手段、比較処理手段および判定手段を制御する。

特に比較処理手段によって、上述したように各二値化画像において共に対象画
像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比較処理を実行した後、判定手
段によって、前記比較処理された二値化画像と、この比較処理前の二値化画像と
の２つの二値化画像における対象画像領域の画素数が同一であるか否かを判定す
るだけでなく、制御手段によって、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比
較サイクルを、判定手段の判定結果に基づいて、比較処理前後の画像における画
素数が一致するまで、繰り返して実行するように制御している。それ故、仮に入
力二値化画像が複雑な形状であっても、対象画像領域を高精度に形状復元するこ
とが可能となる。したがって欠陥原因となるプロセス装置を特定することが可能
となり、その欠陥原因の再発防止対策を講じることが可能となる。

また本発明は、入力二値化画像に対して、前記二値のいずれか一方で表される
対象画像領域が小さくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか一方の処
理である対象領域縮小処理を実行する縮小処理手段と、
少なくとも前記対象領域縮小処理された二値化画像に対して、前記対象画像領
域が大きくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか他方の処理である対
象領域拡大処理を実行する拡大処理手段と、
前記対象領域拡大処理された二値化画像と、入力二値化画像とを比較し、各二
値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比
較処理を実行する比較処理手段と、
前記比較処理された二値化画像と、この比較処理前の二値化画像とにおける対
象画像領域の画素数が同一であるか否かを判定する判定手段と、
予め定める設定回数の対象領域縮小処理を、入力二値化画像に対して実行し、
得られる二値化画像に対して、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比較サ
イクルを、判定手段の判定結果に基づいて、予め定めた処理回数繰り返して実行
するように、縮小処理手段、拡大処理手段、比較処理手段および判定手段を制御
する制御手段とを有することを特徴とする画像処理装置である。

本発明に従えば、縮小処理手段は、入力二値化画像に対して、前記二値のいず
れか一方で表される対象画像領域が小さくなるように、膨張処理および収縮処理
のいずれか一方の処理である対象領域縮小処理を実行する。前記縮小処理手段に
よって対象領域縮小処理を実行した後、拡大処理手段は、少なくとも前記対象領
域縮小処理された二値化画像に対して、前記対象画像領域が大きくなるように、
膨張処理および収縮処理のいずれか他方の処理である対象領域拡大処理を実行す
る。

比較処理手段は、前記対象領域拡大処理された二値化画像と、入力二値化画像
とを比較し、各二値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象
画像領域とする比較処理を実行する。判定手段は、前記比較処理された二値化画
像と、この比較処理前の二値化画像とにおける対象画像領域の画素数が同一であ
るか否かを判定する。そして制御手段は、予め定める設定回数の対象領域縮小処
理を、入力二値化画像に対して実行し、得られる二値化画像に対して、対象領域
拡大処理した後比較処理する拡大比較サイクルを、判定手段の判定結果に基づい
て、予め定めた処理回数繰り返して実行するように、縮小処理手段、拡大処理手
段、比較処理手段および判定手段を制御する。

特に比較処理手段によって、上述したように各二値化画像において共に対象画
像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比較処理を実行した後、判定手
段によって、前記比較処理された二値化画像と、この比較処理前の二値化画像と
の２つの二値化画像における対象画像領域の画素数が同一であるか否かを判定す
るだけでなく、制御手段によって、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比
較サイクルを、判定手段の判定結果に基づいて、予め定めた処理回数繰り返して
実行するように制御している。

逆に言えば、対象画像領域を高精度に形状復元することができる拡大比較サイ
クルの処理回数を、予め定めておけば、対象画像領域の形状復元を実現すること
ができる。それ故、仮に入力二値化画像が複雑な形状であっても、対象画像領域
を高精度に形状復元することが可能となる。したがって欠陥原因となるプロセス
装置を特定することが可能となり、その欠陥原因の再発防止対策を講じることが
可能となる。仮に、拡大比較サイクルを繰り返して実行しても、対象画像領域を
形状復元することができないものに関しては、前記拡大比較サイクルを前記処理
回数後、終了させることができる。

また本発明は、入力二値化画像に対して、前記二値のいずれか一方で表される
対象画像領域が小さくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか一方の処
理である対象領域縮小処理を実行する縮小処理手段と、
少なくとも前記対象領域縮小処理された二値化画像に対して、前記対象画像領
域が大きくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか他方の処理である対
象領域拡大処理を実行する拡大処理手段と、
前記対象領域拡大処理された二値化画像と、入力二値化画像とを比較し、各二
値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比
較処理を実行する比較処理手段と、
前記比較処理された二値化画像と、この比較処理前の二値化画像とにおける対
象画像領域の画素数が同一であるか否かを判定する判定手段と、
予め定める設定回数の対象領域縮小処理を、入力二値化画像に対して実行し、
得られる二値化画像に対して、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比較サ
イクルを、判定手段の判定結果に基づいて、予め定めた処理時間繰り返して実行
するように、縮小処理手段、拡大処理手段、比較処理手段および判定手段を制御
する制御手段とを有することを特徴とする画像処理装置である。

本発明に従えば、縮小処理手段は、入力二値化画像に対して、前記二値のいず
れか一方で表される対象画像領域が小さくなるように、膨張処理および収縮処理
のいずれか一方の処理である対象領域縮小処理を実行する。前記縮小処理手段に
よって対象領域縮小処理を実行した後、拡大処理手段は、少なくとも前記対象領
域縮小処理された二値化画像に対して、前記対象画像領域が大きくなるように、
膨張処理および収縮処理のいずれか他方の処理である対象領域拡大処理を実行す
る。

比較処理手段は、前記対象領域拡大処理された二値化画像と、入力二値化画像
とを比較し、各二値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象
画像領域とする比較処理を実行する。判定手段は、前記比較処理された二値化画
像と、この比較処理前の二値化画像とにおける対象画像領域の画素数が同一であ
るか否かを判定する。そして制御手段は、予め定める設定回数の対象領域縮小処
理を、入力二値化画像に対して実行し、得られる二値化画像に対して、対象領域
拡大処理した後比較処理する拡大比較サイクルを、判定手段の判定結果に基づい
て、予め定めた処理時間繰り返して実行するように、縮小処理手段、拡大処理手
段、比較処理手段および判定手段を制御する。

特に比較処理手段によって、上述したように各二値化画像において共に対象画
像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比較処理を実行した後、判定手
段によって、前記比較処理された二値化画像と、この比較処理前の二値化画像と
の２つの二値化画像における対象画像領域の画素数が同一であるか否かを判定す
るだけでなく、制御手段によって、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比
較サイクルを、判定手段の判定結果に基づいて、予め定めた処理時間繰り返して
実行するように制御している。

逆に言えば、対象画像領域を高精度に形状復元することができる拡大比較サイ
クルの処理時間を、予め定めておけば、対象画像領域の形状復元を実現すること
ができる。それ故、仮に入力二値化画像が複雑な形状であっても、対象画像領域
を高精度に形状復元することが可能となる。したがって欠陥原因となるプロセス
装置を特定することが可能となり、その欠陥原因の再発防止対策を講じることが
可能となる。仮に、拡大比較サイクルを繰り返して実行しても、対象画像領域を
形状復元することができないものに関しては、前記拡大比較サイクルを前記処理
時間経過後、終了させることができる。

また本発明は、入力二値化画像に対して、前記二値のいずれか一方で表される
対象画像領域が小さくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか一方の処
理である対象領域縮小処理を実行する縮小処理工程と、
少なくとも前記対象領域縮小処理された二値化画像に対して、前記対象画像領
域が大きくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか他方の処理である対
象領域拡大処理を実行する拡大処理工程と、
前記対象領域拡大処理された二値化画像と、入力二値化画像とを比較し、各二
値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比
較処理を実行する比較処理工程と、
前記比較処理された二値化画像と、この比較処理前の二値化画像とにおける対
象画像領域の画素数が同一であるか否かを判定する判定工程と、
予め定める設定回数の対象領域縮小処理を、入力二値化画像に対して実行し、
得られる二値化画像に対して、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比較サ
イクルを、判定工程の判定結果に基づいて、比較処理前後の画像における画素数
が一致するまで、繰り返して実行するように、縮小処理工程、拡大処理工程、比
較処理工程および判定工程を制御する工程とを有することを特徴とする画像処理
方法である。

本発明に従えば、先ず、入力二値化画像に対して、前記二値のいずれか一方で
表される対象画像領域が小さくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか
一方の処理である対象領域縮小処理を実行し、その後の拡大処理工程において、
少なくとも前記対象領域縮小処理された二値化画像に対して、前記対象画像領域
が大きくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか他方の処理である対象
領域拡大処理を実行する。

次の比較処理工程において、前記対象領域拡大処理された二値化画像と、入力
二値化画像とを比較し、各二値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素
だけを対象画像領域とする比較処理を実行する。その後の判定工程において、前
記比較処理された二値化画像と、この比較処理前の二値化画像とにおける対象画
像領域の画素数が同一であるか否かを判定する。次の工程において、予め定める
設定回数の対象領域縮小処理を、入力二値化画像に対して実行し、得られる二値
化画像に対して、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比較サイクルを、判
定工程の判定結果に基づいて、比較処理前後の画像における画素数が一致するま
で、繰り返して実行するように、縮小処理工程、拡大処理手段、比較処理工程お
よび判定工程を制御する。

特に、各二値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象画像
領域とする比較処理を実行した後、前記比較処理された二値化画像と、この比較
処理前の二値化画像とにおける対象画像領域の画素数が同一であるか否かを判定
するだけでなく、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比較サイクルを、判
定工程の判定結果に基づいて、比較処理前後の画像における画素数が一致するま
で、繰り返して実行している。それ故、仮に入力二値化画像が複雑な形状であっ
ても、対象画像領域を高精度に形状復元することが可能となる。したがって欠陥
原因となるプロセス装置を特定することが可能となり、その欠陥原因の再発防止
対策を講じることが可能となる。

また本発明は、入力二値化画像に対して、前記二値のいずれか一方で表される
対象画像領域が小さくなるように、予め定める設定回数の収縮処理を実行する第
１工程と、
少なくとも第１工程の後、対象画像領域の画素数を保存する第２工程と、
少なくとも前記収縮処理された二値化画像に対して、前記対象画像領域が大き
くなるように、膨張処理を実行する第３工程と、
前記膨張処理された後の二値化画像と、入力される二値化画像との論理積をと
り、論理積画像を求める第４工程と、
膨張処理された後の二値化画像に関して、対象画像領域の画素数を求める第５
工程と、
前記保存された画素数と、第５工程で求められる画素数とを比較して、画素数
の差がある場合には前記第２工程に戻り、画素数の差がない場合にはこの論理積
画像を結果画像として出力する第６工程とを有することを特徴とする画像処理方
法である。

本発明に従えば、第１工程において、入力二値化画像に対して、前記二値のい
ずれか一方で表される対象画像領域が小さくなるように、予め定める設定回数の
収縮処理を実行する。次に、第２工程において、対象画像領域の画素数を保存す
る。第３工程において、少なくとも前記収縮処理された二値化画像に対して、前
記対象画像領域が大きくなるように、膨張処理を実行する。第４工程において、
前記膨張処理された後の二値化画像と、入力二値化画像との論理積をとり、論理
積画像を求める。第５工程において、膨張処理された後の二値化画像に関して、
対象画像領域の画素数を求める。第６工程において、前記保存された画素数と、
第５工程で求められる画素数とを比較して、画素数の差がある場合には前記第２
工程に戻り、画素数の差がない場合にはこの論理積画像を結果画像として出力す
る。

特に、第６工程において、上述したように画素数を比較したうえで、画素数の
差がある場合には第２工程に戻り、画素数の差がない場合にはこの論理積画像を
結果画像として出力している。換言すれば、画素数の差がなくなるまで、少なく
とも第３工程における前記膨張処理を繰り返し実行しているので、仮に入力二値
化画像が複雑な形状であっても、対象画像領域を高精度に形状復元することが可
能となる。したがって欠陥原因となるプロセス装置を特定することが可能となり
、前記プロセス装置へのフィードバックが可能となる。

また本発明は、入力二値化画像に対して、前記二値のいずれか一方で表される
対象画像領域が小さくなるように、予め定める設定回数の膨張処理を実行する工
程と、
少なくとも前記工程の後、対象画像領域の画素数を保存する工程と、
少なくとも前記膨張処理された二値化画像に対して、前記対象画像領域が大き
くなるように、収縮処理を実行する工程と、
前記収縮処理された後の二値化画像と、入力二値化画像との論理積をとり、論
理積画像を求める工程と、
収縮処理された後の二値化画像に関して、対象画像領域の画素数を求める工程
と、
前記保存された画素数と、前記工程で求められる画素数とを比較して、画素数
の差がある場合には前記画素数を保存する工程に戻り、画素数の差がない場合に
はこの論理積画像を結果画像として出力する工程とを有することを特徴とする画
像処理方法である。

本発明に従えば、先ず、入力二値化画像に対して、前記二値のいずれか一方で
表される対象画像領域が小さくなるように、予め定める設定回数の膨張処理を実
行する。次の工程において、対象画像領域の画素数を保存する。その後の工程に
おいて、少なくとも前記膨張処理された二値化画像に対して、前記対象画像領域
が大きくなるように、収縮処理を実行する。次の工程において、前記収縮処理さ
れた後の二値化画像と、入力二値化画像との論理積をとり、論理積画像を求める
。次の工程において、収縮処理された後の二値化画像に関して、対象画像領域の
画素数を求める。その後の工程において、前記保存された画素数と、前記工程で
求められる画素数とを比較して、画素数の差がある場合には前記画素数を保存す
る工程に戻り、画素数の差がない場合にはこの論理積画像を結果画像として出力
する。

特に、前記工程において、上述したように画素数を比較したうえで、画素数の
差がある場合には前記画素数を保存する工程に戻り、画素数の差がない場合には
この論理積画像を結果画像として出力している。換言すれば、画素数の差がなく
なるまで、少なくとも前記収縮処理を繰り返し実行しているので、仮に入力二値
化画像が複雑な形状であっても、対象画像領域を高精度に形状復元することが可
能となる。したがって欠陥原因となるプロセス装置を特定することが可能となり
、前記プロセス装置へのフィードバックが可能となる。

また本発明は、前記画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラ
ムである。

本発明に従えば、コンピュータに、前記画像処理方法を実行させることができ
る。これによって画像処理時間の短縮を図ることが可能となる。

また本発明は、前記プログラムを記憶したコンピュータ読取可能な記憶媒体で
ある。

本発明に従えば、コンピュータ読取可能な記憶媒体に、前記プログラムを記憶
しているので、記憶媒体をコンピュータに読み込ませることによって、画像処理
方法を実行させることができる。

また本発明は、被検査対象に光を照射する照射手段と、
被検査対象を撮像する撮像手段と、
撮像手段を用いて撮像された被検査対象の画像を二値化する二値化手段と、
二値化手段によって二値化される入力二値化画像に対して、前記二値のいずれ
か一方で表される対象画像領域が小さくなるように、膨張処理および収縮処理の
いずれか一方の処理である対象領域縮小処理を実行する縮小処理手段と、
少なくとも前記対象領域縮小処理された二値化画像に対して、前記対象画像領
域が大きくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか他方の処理である対
象領域拡大処理を実行する拡大処理手段と、
前記対象領域拡大処理された二値化画像と、入力二値化画像とを比較し、各二
値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比
較処理を実行する比較処理手段と、
前記比較処理された二値化画像と、この比較処理前の二値化画像とにおける対
象画像領域の画素数が同一であるか否かを判定する判定手段と、
予め定める設定回数の対象領域縮小処理を、入力二値化画像に対して実行し、
得られる二値化画像に対して、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比較サ
イクルを、判定手段の判定結果に基づいて、比較処理前後の画像における画素数
が一致するまで、繰り返して実行するように、縮小処理手段、拡大処理手段、比
較処理手段および判定手段を制御する制御手段と、
判定手段の判定結果に基づいて画像を出力する表示手段とを有することを特徴
とする検査装置である。

本発明に従えば、照射手段は被検査対象に光を照射する。撮像手段はこの被検
査対象を撮像する。二値化手段は、撮像手段を用いて撮像された被検査対象の画
像を二値化する。縮小処理手段は、入力二値化画像に対して、前記二値のいずれ
か一方で表される対象画像領域が小さくなるように、膨張処理および収縮処理の
いずれか一方の処理である対象領域縮小処理を実行する。前記縮小処理手段によ
って対象領域縮小処理を実行した後、拡大処理手段は、少なくとも前記対象領域
縮小処理された二値化画像に対して、前記対象画像領域が大きくなるように、膨
張処理および収縮処理のいずれか他方の処理である対象領域拡大処理を実行する
。

比較処理手段は、対象領域拡大処理された二値化画像と、入力二値化画像とを
比較し、各二値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象画像
領域とする比較処理を実行する。判定手段は、前記比較処理された二値化画像と
、この比較処理前の二値化画像とにおける対象画像領域の画素数が同一であるか
否かを判定する。そして制御手段は、予め定める設定回数の対象領域縮小処理を
、入力二値化画像に対して実行し、得られる二値化画像に対して、対象領域拡大
処理した後比較処理する拡大比較サイクルを、判定手段の判定結果に基づいて、
比較処理前後の画像における画素数が一致するまで、繰り返して実行するように
、縮小処理手段、拡大処理手段、比較処理手段および判定手段を制御する。表示
手段は、判定手段の判定結果に基づいて画像を出力する。

特に、比較処理手段によって、上述したように各画素において共に対象画像領
域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比較処理を実行した後、判定手段に
よって、前記比較処理された二値化画像と、この比較処理前の二値化画像との２
つの二値化画像における対象画像領域の画素数が同一であるか否かを判定するだ
けでなく、制御手段によって、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比較サ
イクルを、比較処理前後の画像における画素数が一致するまで、繰り返して実行
するように制御している。

それ故、仮に入力二値化画像が複雑な形状であっても、対象画像領域を高精度
に形状復元することが可能となる。したがって欠陥原因となるプロセス装置を特
定することが可能となり、その欠陥原因の再発防止対策を講じることが可能とな
る。また表示手段は、判定手段の判定結果に基づいて画像を出力するので、その
画像を目視にて確認することができる。

以上のように本発明によれば、特に比較処理手段によって、上述したように各
二値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする
比較処理を実行した後、判定手段によって、前記比較処理された二値化画像と、
この比較処理前の二値化画像との２つの二値化画像における対象画像領域の画素
数が同一であるか否かを判定するだけでなく、制御手段によって、対象領域拡大
処理した後比較処理する拡大比較サイクルを、判定手段の判定結果に基づいて、
比較処理前後の画像における画素数が一致するまで、繰り返して実行するように
制御している。

それ故、仮に入力二値化画像が複雑な形状であっても、対象画像領域を高精度
に形状復元することが可能となる。したがって欠陥原因となるプロセス装置を特
定することが可能となり、その欠陥原因の再発防止対策を講じることが可能とな
る。

また本発明によれば、特に比較処理手段によって、上述したように各二値化画
像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比較処理
を実行した後、判定手段によって、前記比較処理された二値化画像と、この比較
処理前の二値化画像との２つの二値化画像における対象画像領域の画素数が同一
であるか否かを判定するだけでなく、制御手段によって、対象領域拡大処理した
後比較処理する拡大比較サイクルを、判定手段の判定結果に基づいて、予め定め
た処理回数繰り返して実行するように制御している。

逆に言えば、対象画像領域を高精度に形状復元することができる拡大比較サイ
クルの処理回数を、予め定めておけば、対象画像領域の形状復元を実現すること
ができる。それ故、仮に入力二値化画像が複雑な形状であっても、対象画像領域
を高精度に形状復元することが可能となる。したがって欠陥原因となるプロセス
装置を特定することが可能となり、その欠陥原因の再発防止対策を講じることが
可能となる。仮に、拡大比較サイクルを繰り返して実行しても、対象画像領域を
形状復元することができないものに関しては、前記拡大比較サイクルを前記処理
回数後、終了させることができる。

また本発明によれば、特に比較処理手段によって、上述したように各二値化画
像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比較処理
を実行した後、判定手段によって、前記比較処理された二値化画像と、この比較
処理前の二値化画像との２つの二値化画像における対象画像領域の画素数が同一
であるか否かを判定するだけでなく、制御手段によって、対象領域拡大処理した
後比較処理する拡大比較サイクルを、判定手段の判定結果に基づいて、予め定め
た処理時間繰り返して実行するように制御している。

逆に言えば、対象画像領域を高精度に形状復元することができる拡大比較サイ
クルの処理時間を、予め定めておけば、対象画像領域の形状復元を実現すること
ができる。それ故、仮に入力二値化画像が複雑な形状であっても、対象画像領域
を高精度に形状復元することが可能となる。したがって欠陥原因となるプロセス
装置を特定することが可能となり、その欠陥原因の再発防止対策を講じることが
可能となる。仮に、拡大比較サイクルを繰り返して実行しても、対象画像領域を
形状復元することができないものに関しては、前記拡大比較サイクルを前記処理
時間経過後、終了させることができる。

また本発明によれば、特に、各二値化画像において共に対象画像領域に含まれ
る画素だけを対象画像領域とする比較処理を実行した後、前記比較処理された二
値化画像と、この比較処理前の二値化画像とにおける対象画像領域の画素数が同
一であるか否かを判定するだけでなく、対象領域拡大処理した後比較処理する拡
大比較サイクルを、判定工程の判定結果に基づいて、比較処理前後の画像におけ
る画素数が一致するまで、繰り返して実行している。それ故、仮に入力二値化画
像が複雑な形状であっても、対象画像領域を高精度に形状復元することが可能と
なる。したがって欠陥原因となるプロセス装置を特定することが可能となり、そ
の欠陥原因の再発防止対策を講じることが可能となる。

また本発明によれば、特に、第６工程において、上述したように画素数を比較
したうえで、画素数の差がある場合には第２工程に戻り、画素数の差がない場合
にはこの論理積画像を結果画像として出力している。換言すれば、画素数の差が
なくなるまで、少なくとも第３工程における前記膨張処理を繰り返し実行してい
るので、仮に入力二値化画像が複雑な形状であっても、対象画像領域を高精度に
形状復元することが可能となる。したがって欠陥原因となるプロセス装置を特定
することが可能となり、前記プロセス装置へのフィードバックが可能となる。

また本発明によれば、特に、画素数を比較したうえで、画素数の差がある場合
には前記画素数を保存する工程に戻り、画素数の差がない場合にはこの論理積画
像を結果画像として出力している。換言すれば、画素数の差がなくなるまで、少
なくとも前記収縮処理を繰り返し実行しているので、仮に入力二値化画像が複雑
な形状であっても、対象画像領域を高精度に形状復元することが可能となる。し
たがって欠陥原因となるプロセス装置を特定することが可能となり、前記プロセ
ス装置へのフィードバックが可能となる。

また本発明によれば、コンピュータに、請求項４〜６のいずれかの画像処理方
法を実行させることができる。これによって画像処理時間の短縮を図ることが可
能となる。

また本発明によれば、コンピュータ読取可能な記憶媒体に、前記プログラムを
記憶しているので、記憶媒体をコンピュータに読み込ませることによって、画像
処理方法を実行させることができる。

また本発明によれば、特に、比較処理手段によって、上述したように各画素に
おいて共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比較処理を実
行した後、判定手段によって、前記比較処理された二値化画像と、この比較処理
前の二値化画像との２つの二値化画像における対象画像領域の画素数が同一であ
るか否かを判定するだけでなく、制御手段によって、対象領域拡大処理した後比
較処理する拡大比較サイクルを、比較処理前後の画像における画素数が一致する
まで、繰り返して実行するように制御している。

それ故、仮に入力二値化画像が複雑な形状であっても、対象画像領域を高精度
に形状復元することが可能となる。したがって欠陥原因となるプロセス装置を特
定することが可能となり、その欠陥原因の再発防止対策を講じることが可能とな
る。また表示手段は、判定手段の判定結果に基づいて画像を出力するので、その
画像を目視にて確認することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る検査装置１の構成を概略示す模式図である。
本実施形態は、たとえばアクティブマトリックス形の薄膜トランジスタなどを製
造する場合に、固相成長結晶化工程後に得られる結晶性膜を検査する検査装置に
、本発明の画像処理装置を適用した場合の一例を示す。以下の説明は、画像処理
方法についての説明をも含む。非晶質シリコン半導体膜（以後、単に非晶質膜と
呼ぶ場合がある）を作製した後、この非晶質膜を、固相成長結晶化工程によって
部分的に結晶化させて結晶性膜を作製する。この結晶性膜を前記検査装置１によ
って検査するものとする。

図２は、基板４を厚み方向に拡大して示す断面図であって、基板４の一表面部
に、結晶性膜を形成した後、結晶膜を形成する工程を段階的に示す断面図である
。図２（ａ）に示される基板４は、電気絶縁材料であるたとえばガラスなどから
成る厚み方向から見てたとえば長方形の平板状基材５の一表面部５ａに、非晶質
膜である非晶質シリコン層６が形成されて構成される。平板状基材５の板厚は、
たとえば約０．７ｍｍに形成されている。非晶質シリコン層６は、たとえばプラ
ズマＣＶＤ（ＣＶＤ：Chemical Vapor Deposition）法またはＬＰＣＶＤ（ＬＰ
ＣＶＤ：Low Pressure Chemical Vapor Deposition）法によって形成され、たと
えば約１０００オングストローム（Å）以上１５００Å以下程度の膜厚を有する
。

次に図２（ｂ）に示すように、非晶質シリコン層６の一表面部６ａに、たとえ
ば酸化液が塗布され、この酸化液の働きによって酸化膜７が形成される。酸化膜
７の一表面部７ａに図示外の結晶化促進液が塗布され、その後図２（ｃ）に示す
ように、酸化膜７の一表面部７ａに、金属触媒を塗布するためのたとえば回転塗
布装置によって触媒堆積層８が形成される。触媒堆積層８が形成された図２（ｃ
）に示される基板４は、固相成長結晶化工程において、非晶質シリコン層６の結
晶化が始まる温度、たとえば約５５０℃以上で加熱されて非晶質シリコン層６の
結晶化が進行する。非晶質シリコン層６の結晶化がある程度進行した固相成長結
晶化工程後に、結晶性膜を、後述する検査装置によって検査する。その後、エキ
シマレーザアニール結晶化工程において、エキシマレーザアニール装置を用いて
、非晶質シリコン層６に対しレーザ光Ｒａを照射する。その結果、非晶質シリコ
ン層６は一度溶融し、冷却固化過程を経て多結晶化する。つまり基板４の一表面
部に結晶膜が形成される。

固相成長結晶化工程直後に結晶性膜を検査する検査装置１は、照射部９と、撮
像部１０と、画像処理部１１と、結果表示部１２とを有する。照射手段としての
照射部９は、被検査対象である結晶性膜１３が形成された基板４に光を照射する
。照射部９は、基板４の厚み方向一方でかつ前記厚み方向に対し斜め方向から基
板４に検査用の光を照射するように構成されている。撮像手段としての撮像部１
０は、基板４の厚み方向一方に支持され、基板４に形成された結晶性膜１３を撮
像可能に配置して設けられている。また撮像部１０は、基板４に合わせた撮像倍
率を選択可能に構成されている。

本実施形態において、照射部９は、前記斜め方向から光を照射する反射照明を
用いているが、必ずしもこれに限定されるものではない。たとえばガラス基板の
一表面部に形成された結晶性膜に関しては、非晶質膜領域と結晶膜領域との撮像
画像における濃度値を比較すると、前記斜め方向から光を照射するいわゆる照明
反射率よりも、照明透過率の方が差が大きいために、透過照明を用いることも可
能である。前記非晶質膜領域を非晶質シリコン部位と呼ぶ場合がある。前記結晶
膜領域を結晶化シリコン部位と呼ぶ場合がある。

撮像部１０に関しては、被検査対象である基板４に合わせた撮像倍率を選択す
ることが必要である。本実施形態においては、結晶性膜１３を画像処理するにあ
たって、画像データサイズをたとえば水平方向６４０画素、垂直方向４８０画素
として粒状の非晶質シリコン部位の直径がたとえば約５画素以上１５画素以下と
なるような撮像倍率を選択している。ただし、画像処理装置および画像処理方法
によって検出可能な非晶質シリコン部位の直径は、前記５画素以上１５画素以下
に制限されるものではない。

後述する画像処理装置である画像処理部１１は、撮像部１０に電気的に接続さ
れている。また表示手段としての結果表示部１２は、画像処理部１１に電気的に
接続されている。撮像部１０で撮像された撮像画像は、前記撮像部１０にて画像
データ化されたうえで画像処理部１１に送信され、前記画像処理部１１にて画像
処理される。この画像処理された結果画像は、前記結果表示部１２すなわち後述
するディスプレイに表示される。

図３は、検査装置１の制御系のブロック図である。制御手段としてのコンピュ
ータ本体１４は、中央演算処理装置１５（ＣＰＵ：Central Processing Unit）
とロム１６（ＲＯＭ：Read Only Memory）とラム１７（ＲＡＭ：Random Access
Memory）とから成るマイクロコンピュータと、バス１８と、入出力インタフェー
ス１９と、駆動回路２０とを有する。中央演算処理装置１５とロム１６とラム１
７とは、バス１８を介して入出力インタフェース１９に電気的に接続されている
。コンピュータ本体１４の内部において、入出力インタフェース１９には図示外
の画像ボードが電気的に接続され、前記画像ボードと撮像部１０とが電気的に接
続されている。

したがって撮像画像は、前記画像ボード、入出力インタフェース１９、駆動回
路２０を介してディスプレイ１２に出力される。入出力インタフェース１９には
入力手段であるキーボード２１およびマウス２２がそれぞれ電気的に接続されて
いる。また入出力インタフェース１９には、駆動回路２０を介してディスプレイ
１２が電気的に接続されている。ロム１６には、撮像部１０で撮像された撮像画
像を画像処理するプログラムが格納されている。前記プログラムは中央演算処理
装置１５にて実行される。ロム１６が、前記プログラムを記憶したコンピュータ
読取可能な記憶媒体に相当する。

図４は、２値化原画像が収縮および膨張処理される工程を段階的に示す図であ
る。図１もあわせて参照する。本実施形態においては、結晶性膜１３を被検査対
象としているので、撮像画像中の濃度値の低い低濃度部位が非晶質シリコン部位
２３に相当し、濃度値の高い高濃度部位が結晶化シリコン部位２４に相当する。
図３（１）の撮像画像は、すでに二値化処理を完了したものとして示している。
この図３（１）の撮像画像では、非晶質シリコン部位２３は黒色に近い色で表さ
れ、結晶化シリコン部位２４は白色に近い色で表される。

画像処理部１１は、二値化／収縮処理部２と、膨張処理部３と、二値化原画像
膨張後画像論理積算出部２５と、画像変化比較部２６とを有する。縮小処理手段
としての収縮処理部を含む前記二値化／収縮処理部２は、撮像部１０および照射
部９を用いて撮像された撮像画像を二値化し、二値化された二値化原画像（二値
化画像または入力二値化画像という場合もある）、すなわち対象画像領域に対し
て予め定める設定回数の収縮処理を実行する。前記二値化／収縮処理部２が二値
化手段に相当する。撮像画像を二値化する二値化手法においては、被検査対象の
特性に合わせて予め設定された固定しきい値を用いて二値化することが可能であ
る。また前記二値化手法においては、判別分析法などによって、画像対象に合わ
せてしきい値を求めて二値化することも可能である。本実施形態においては、収
縮処理部が縮小処理手段に相当する。

前記収縮処理に関しては、所望の検出対象である欠陥部位のサイズに合わせて
収縮処理のフィルタサイズおよびフィルタリング回数が決定される。たとえば３
×３画素のフィルタサイズを選択した場合、注目画素の近傍８画素に、少なくと
も１つの白色画素が存在するときに、注目画素を白色画素に置き換える処理を行
う。これによって、黒色画素の収縮処理を実現する。つまり１回の収縮処理によ
って、黒色画素群のうち白色画素に臨む周囲１画素相当分が縮退する。

したがって１画素が仮に１μｍ相当の場合には、設定回数に相当する５回の収
縮処理を繰り返す。これによって、全ての非晶質シリコン部位２３に対して、そ
の周囲に沿って５μｍ相当分が縮退される。それ故、短径１０μｍ以下の全ての
非晶質シリコン部位２３は消去される。換言すれば、短径１０μｍを超える非晶
質シリコン部位２３すなわち対象画像領域に相当する画素だけを抽出することが
可能となる。

図４（１）の画像データから図４（４）の画像データにおいて、二値化原画像
より上述した収縮処理が行われる過程が示されている。すなわち図４（１）の画
像データは、二値化された後の画像データである。前記画像データに対して、１
回の収縮処理を行ったものが図４（２）の画像データである。前記画像データに
対して、さらに１回の収縮処理を行ったものが図４（３）の画像データであり、
これに対してさらに１回の収縮処理を行ったものが図４（４）の画像データであ
る。

本実施形態においては、上述した３回の収縮処理つまり対象領域縮小処理によ
って、所望のサイズの非晶質シリコン部位２３に相当する画素のみが残る。具体
的には、図４（１）に示すように、画像データには、３点の非晶質シリコン部位
２３が存在している。前記画像データにおいて、矩形状の外枠領域の任意の一辺
に対して平行な方向をｘ方向とし、この一辺に隣接する一辺に対して平行な方向
をｙ方向とする。画像データにおける位置をｘおよびｙ座標を用いて表すものと
する。また前記一辺と隣接する一辺と一辺との交点Ｐｏを、ｘｙ座標の原点と定
義する。

図４（１）に示す画像データ中において、ｘｙ座標の原点付近の非晶質シリコ
ン部位２３と、ｘ座標の原点付近でかつｙ座標の原点から離隔した非晶質シリコ
ン部位２３とは、収縮処理の過程において消去され、プロセス上の問題となり得
る大きなサイズの非晶質シリコン部位２３であって、ｘおよびｙ座標の原点から
それぞれ離隔した非晶質シリコン部位２３すなわち対象画像領域に相当する画素
のみが抽出される。しかし、抽出された後の非晶質シリコン部位２３の形状は、
収縮処理前の二値化画像とは大きく異なるものであり、そのままでは欠陥形状に
よる欠陥分類が不可能であるため、以降述べる手法によって画像データの形状復
元を実現する。

膨張処理部３は、収縮処理された後に残留した非晶質シリコン部位２３に相当
する画素を膨張させる機能を有する。すなわち拡大処理手段としての膨張処理部
３は、前記収縮処理部によって収縮処理された対象画像領域に対して、前記対象
画像領域が大きくなるように膨張処理つまり対象領域拡大処理を実行する。前記
膨張処理は、たとえば３×３画素のフィルタサイズを選択した場合、注目画素の
近傍８画素に少なくとも１つの黒色画素が存在するときに、注目画素を黒色画素
に置き換える処理を行う。これによって黒色画素の膨張処理を実現する。つまり
１回の膨張処理で、黒色画素群のうち白色画素に臨む周囲１画素相当分が拡大す
る。

二値化原画像膨張後画像論理積算出部２５は、膨張処理部３によって膨張させ
た画像と、二値化原画像との論理積をとり論理積画像を算出する。以後、前記二
値化原画像膨張後画像論理積算出部２５を、単に、論理積算出部２５という場合
がある。この論理積算出部２５が、比較処理手段に相当する。

判定手段としての画像変化比較部２６は、収縮処理部によって収縮処理された
後の画像であって、前記膨張処理部３による膨張処理を行う前の画像と、前記論
理積画像との差分をとり、これら画像と論理積画像とを比較する。前記制御手段
としてのコンピュータ本体１４は、画像の画素数と論理積画像の画素数との間に
差がある場合には、膨張処理部３によって膨張処理を繰り返し実行する。画像の
画素数と論理積画像の画素数との間に差がない場合には、膨張処理を終了する。
その後、コンピュータ本体１４は、結果画像を、形状復元完了画素として結果表
示部すなわちディスプレイ１２に表示する。換言すれば、コンピュータ本体１４
は、予め定める設定回数の対象領域縮小処理を、入力二値化画像に対して実行し
、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比較サイクルを、比較処理前後の画
像における画素数が一致するまで、繰り返し実行するように、収縮処理部、膨張
処理部３、論理積算出部２５および画像変化比較部２６を制御する。

図５は、本実施形態の画像処理方法を段階的に表すフローチャートである。図
５において、ａｉ（ｉ＝１，２，３，…）はステップを示す。検査装置１の図示
外の主電源を投入し、照明部９によって被検査対象である結晶性膜１３が形成さ
れた基板４に光を照射しつつ、この被検査対象を撮像部１０によって撮像する。
ステップ１では、照射された被検査対象は、撮像部１０で画像データ化されて画
像処理部１１に送信される。換言すれば、被検査画像が、画像処理部１１に入力
処理される。

次にステップ２に移行し、前記画像データは、二値化／収縮処理部２によって
二値化される。次に、ステップ３において、二値化原画像が保存される。二値化
原画像は二値画像という場合もある。たとえばラム１７に、前記二値画像が保存
される。前記ラム１７が二値化画像保存手段に相当する。次にステップ４におい
て、上述した任意回数の収縮処理が行われる。その後ステップ５に移行して、前
記収縮処理の後に残留した非晶質シリコン部位２３に相当する画素に関して、膨
張前黒画素数保存処理によって、画像データ内の黒画素数が算出され、算出され
た黒画素数が保存される。

次にステップ６に移行し、上述した膨張処理部３によって、前記画像データに
対して１回の膨張処理が実施される。本実施形態においては、膨張処理部３が拡
大処理手段に相当する。ステップ７においては、この膨張処理が実施された画像
と、二値画像処理によって予め保存された二値画像との論理積をとり、論理積画
像を求める。この論理積画像に対して、ステップ８の膨張後黒画素数算出処理に
よって、画像データ内の黒画素数を算出する。その後、ステップ９の黒画素数比
較分岐処理において、前記黒画素数と、予め保存された膨張処理前の黒画素数と
を比較する。

ステップ９で黒画素数に変化がない場合には、ステップ１０の欠陥形状計測処
理に移行する。このステップ１０において、得られた論理積画像データによって
欠陥形状を計測する。次にステップ１１に移行し、論理積画像を結果画像として
結果表示部つまりディスプレイ１２に表示させ、ステップ１２でこのフローを終
了させる。前記ステップ９において、黒画素数の変化がある場合には、ステップ
５に戻る。

以上のステップ５からステップ１２までの一連の処理は、図４（５）の画像デ
ータから図４（１４）の画像データに対応する。すなわち、図４（５）の画像デ
ータは、収縮処理完了後の図４（４）の画像データに対して、１回の膨張処理を
施した後の画像データと、二値原画像である図４（１）の画像データとの論理積
を求めた画像データである。ここで、膨張前の図４（４）の画像データの黒画素
数と、図４（５）の画像データの黒画素数との間には差分があるので、膨張処理
を繰り返す。図４（６）の画像データの黒画素数と、図４（７）の画像データの
黒画素数との間にも、前記と同様に差分があるので、これ以降も膨張処理を繰り
返している。

図４（８）の画像データにおいて、非晶質シリコン部位２３と結晶化シリコン
部位２４との間のエッジ領域付近部の図形であって、破線枠で示される図形は、
図４（７）の画像データから膨張処理された後の非晶質シリコン部位の外形形状
である。この図形の画像データと、二値原画像である図４（１）の画像データと
の論理積を求めたために、前記画像データに存在しない黒色画素は除去される。
したがって図４（８）の画像データに示す黒色形状部分だけが残る。ここで図４
（７）の画像データおよび図４（８）の画像データでは、２つ連結した非晶質シ
リコン部位２３よりｘｙ原点から離反する方向に延びる部位において、黒画素の
変化がある。

それ故、図４（８）の画像データに示される黒色画素に対して、再度膨張処理
が行われる。図４（９）の画像データから図４（１３）の画像データまでは、前
記と同様に膨張処理後に二値原画像との論理積をとることによって、前記ｘｙ原
点から離反する方向に延びる部位であって、収縮処理後に完全に消滅していた、
２つ連結した非晶質シリコン部位２３よりｘｙ原点から離反する方向に延びる部
位の復元が進むことがわかる。図４（１４）の画像データは、図４（１３）に示
す黒色画素部位に対して膨張処理を施し、さらに二値原画像である図４（１）の
画像データとの論理積をとったものである。ここにおいて図４（１３）の画像デ
ータの黒色画素数と、図４（１４）の画像データの黒色画素数との差分がない。
したがって図４（１４）の画像データ内において、黒色画素で示される部位を、
検出対象の非晶質シリコン部位２３の復元形状とする。

以上の処理によって、収縮処理後に消滅していた非晶質シリコン部位２３の消
滅部分２３ａの形状を、完全に復元することが可能となる。したがって以降の高
精度な欠陥分類処理が可能となる。それ故、入力二値化画像が複雑な形状であっ
ても、対象となる二値化画像を高精度に形状復元することが可能となる。したが
って欠陥原因となるプロセス装置を特定することが可能となり、その欠陥原因の
再発防止対策を講じることが可能となる。

特許文献２に記載の従来技術では、図７（１）の画像データに示す結合された
粒子形状の非晶質シリコン部位が、最終的に図７（８）の画像データに示すよう
な分離された２つの粒子形状として検出されるが、本実施形態においては、二値
原画像である図４（１）の画像データと略同一形状での復元が可能である。本実
施形態において、用語「略同一形状」は「同一形状」を含む。また特許文献２に
記載の従来技術では、図８（１）の画像データに示す形状の非晶質シリコン部位
が、最終的に図８（１２）の画像データに示すような不完全な形状に復元されて
しまうが、本実施形態においては、対象となる非晶質シリコン部位２３の形状に
合わせて、復元処理が収束するまで膨張処理を繰り返し行うので、完全な形状復
元が可能となっている。このように入力二値化画像が複雑な形状であっても、本
実施形態においては、対象となる二値化画像を高精度に形状復元することが可能
となる。

以上説明した画像処理部によれば、判定手段としての画像変化比較部２６は、
収縮処理を行った後の画像であって、膨張処理を行う前の画像と、論理積画像と
の差分をとり、これら画像と論理積画像とを比較するので、この比較以後、画像
に対して、膨張処理を行うか否かが正確に決定される。それ故、仮に入力二値化
画像が複雑な形状であっても、対象画像領域を高精度に形状復元することが可能
となる。したがって欠陥原因となるプロセス装置を特定することが可能となり、
その欠陥原因の再発防止対策を講じることが可能となる。換言すれば、前記プロ
セス装置へのフィードバックが可能となる。ロム１６には、画像処理方法をコン
ピュータに実行させるためのプログラムが格納されているので、コンピュータに
前記画像処理方法を実行させることができる。これによって画像処理時間の短縮
を図ることが可能となる。検査装置１のうち、表示手段であるディスプレイ１２
は、画像変化比較部２６の判定結果に基づいて画像を出力するので、その画像を
目視にて確認することができる。

図６は、本発明の別実施形態の画像処理方法を段階的に表すフローチャートで
ある。図６において、ａｉ（ｉ＝１，２，３，…）はステップを示す。ただし前
記実施形態と同一のステップには同一のステップを付し、その詳細な説明は省略
する。ステップ１において、照明部９によって照射された被検査対象は、撮像部
１０で画像データ化されて画像処理部１１に送信される。ステップ２で前記画像
データが二値化され、ステップ３でその二値化原画像がたとえばラム１７に保存
される。

次に、ステップ４´において、膨張処理部３によって、予め定められる設定回
数の膨張処理が行われる。すなわち黒色画素で表される対象画像領域が小さくな
るように、対象領域縮小処理を実行する。この別実施形態においては、膨張処理
部３が縮小処理手段に相当する。その後ステップ５´に移行して、検査対象とな
る二値化画像に関して、収縮前白画素数保存処理によって、画像データ内の白画
素数が算出され、算出された白画素数が保存される。次にステップ６´に移行し
、収縮処理部によって、前記画像データに対して１回の収縮処理が実施される。
すなわち黒色画素で表される対象画像領域が大きくなるように、対象領域拡大処
理を実行する。この別実施形態においては、前記収縮処理部が拡大処理手段に相
当する。ステップ７においては、この収縮処理が実施された画像と、二値画像処
理によって予め保存された二値画像との論理積をとり、論理積画像を求める。

この論理積画像に対して、ステップ８´の収縮後白画素数算出処理によって、
画像データ内の白画素数を算出する。その後、ステップ９´の白画素数比較分岐
処理において、前記白画素数と、予め保存された収縮処理前の白画素数とを比較
する。ステップ９´で白画素数に変化がない場合には、ステップ１０の欠陥形状
計測処理に移行する。このステップ１０において、得られた論理積画像データに
よって欠陥形状を計測する。次にステップ１１に移行し、論理積画像を結果画像
として結果表示部つまりディスプレイ１２に表示させ、ステップ１２でこのフロ
ーを終了させる。前記ステップ９´において、白画素数の変化がある場合には、
ステップ５´の収縮前白画素数保存処理に戻る。

以上説明した別実施形態においても、高精度な欠陥分類処理が可能となる。そ
れ故、入力二値化画像が複雑な形状であっても、対象となる二値化画像を高精度
に形状復元することが可能となる。したがって欠陥原因となるプロセス装置を特
定することが可能となり、その欠陥原因の再発防止対策を講じることが可能とな
る。

本発明の画像処理装置および画像処理方法は、必ずしもアクティブマトリック
ス形の薄膜トランジスタを製造する場合のみに適用されるものではない。たとえ
ば、医療分野や生物学分野における細胞組織等の観察において、それらの成長、
肥大化および分化などの状態を詳細に抽出するために、本発明の画像処理方法を
適用することが可能であり、画像処理装置に関しても撮像部や照射部を観察対象
に応じて適宜選択することにより適用可能である。

以上説明した本実施形態および別実施形態においては、コンピュータ本体１４
によって、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比較サイクルを、比較処理
前後の画像における画素数が一致するまで、繰り返して実行するように制御して
いるが、コンピュータ本体１４によって、前記拡大比較サイクルを予め定めた処
理回数繰り返して実行するように制御してもよい。この場合には、対象画像領域
を高精度に形状復元することができる拡大比較サイクルの処理回数を、予め定め
ておけば、対象画像領域の形状復元を実現することができる。それ故、仮に入力
された二値化画像が複雑な形状であっても、対象画像領域を高精度に形状復元す
ることが可能となる。したがって欠陥原因となるプロセス装置を特定することが
可能となり、その欠陥原因の再発防止対策を講じることが可能となる。仮に、拡
大比較サイクルを繰り返して実行しても、対象画像領域を形状復元することがで
きないものに関しては、前記拡大比較サイクルを前記処理回数後、終了させるこ
とができる。

また、コンピュータ本体１４によって、前記拡大比較サイクルを予め定めた処
理時間繰り返して実行するように制御してもよい。この場合には、対象画像領域
を高精度に形状復元することができる拡大比較サイクルの処理時間を、予め定め
ておけば、対象画像領域の形状復元を実現することができる。それ故、仮に入力
された二値化画像が複雑な形状であっても、対象画像領域を高精度に形状復元す
ることが可能となる。したがって欠陥原因となるプロセス装置を特定することが
可能となり、その欠陥原因の再発防止対策を講じることが可能となる。仮に、拡
大比較サイクルを繰り返して実行しても、対象画像領域を形状復元することがで
きないものに関しては、前記拡大比較サイクルを前記処理時間経過後、終了させ
ることができる。

このように前記拡大比較サイクルを予め定めた処理回数または予め定めた処理
時間実行するプログラムにした場合には、完全に形状復元することが難しい画像
を画像処理するためのタクトタイムを極力短縮することが可能となるうえ、中央
演算処理装置の負荷を軽減することが可能となる。

上述した画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラムは、ロム
以外の他の記憶媒体に格納されていてもよい。本実施形態においては、二値化原
画像をラムに保存するように構成されているが、二値化原画像は、ラム以外の他
の記憶媒体に保存するようにすることも可能である。その他、前記実施形態に、
特許請求の範囲を逸脱しない範囲において種々の部分的変更を行う場合もある。

本発明の実施形態に係る検査装置１の構成を概略示す模式図である。 基板４を厚み方向に拡大して示す断面図であって、基板４の一表面部に、結晶性膜を形成した後、結晶膜を形成する工程を段階的に示す断面図である。 検査装置１の制御系のブロック図である。 ２値化原画像が収縮および膨張処理される工程を段階的に示す図である。 本実施形態の画像処理方法を段階的に表すフローチャートである。 本発明の別実施形態の画像処理方法を段階的に表すフローチャートである。 従来技術に係り、２値化原画像が収縮および膨張処理される工程を段階的に示す図である。 従来技術に係り、２値化原画像が収縮および膨張処理される工程を段階的に示す図である。

符号の説明

１ 検査装置
２ 二値化／収縮処理部
３ 膨張処理部
９ 照射部
１０ 撮像部
１１ 画像処理部
１２ ディスプレイ
１４ コンピュータ本体
１６ ロム
１７ ラム
２３ 非晶質シリコン部位
２４ 結晶化シリコン部位
２５ 論理積算出部
２６ 画像変化比較部

Claims (9)

1. 入力二値化画像に対して、前記二値のいずれか一方で表される
   対象画像領域が小さくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか一方の処
   理である対象領域縮小処理を実行する縮小処理手段と、
   少なくとも前記対象領域縮小処理された二値化画像に対して、前記対象画像領
   域が大きくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか他方の処理である対
   象領域拡大処理を実行する拡大処理手段と、
   前記対象領域拡大処理された二値化画像と、入力二値化画像とを比較し、各二
   値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比
   較処理を実行する比較処理手段と、
   前記比較処理された二値化画像と、この比較処理前の二値化画像とにおける対
   象画像領域の画素数が同一であるか否かを判定する判定手段と、
   予め定める設定回数の対象領域縮小処理を、入力二値化画像に対して実行し、
   得られる二値化画像に対して、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比較サ
   イクルを、判定手段の判定結果に基づいて、比較処理前後の画像における画素数
   が一致するまで、繰り返して実行するように、縮小処理手段、拡大処理手段、比
   較処理手段および判定手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする画像
   処理装置。
2. 入力二値化画像に対して、前記二値のいずれか一方で表される
   対象画像領域が小さくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか一方の処
   理である対象領域縮小処理を実行する縮小処理手段と、
   少なくとも前記対象領域縮小処理された二値化画像に対して、前記対象画像領
   域が大きくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか他方の処理である対
   象領域拡大処理を実行する拡大処理手段と、
   前記対象領域拡大処理された二値化画像と、入力二値化画像とを比較し、各二
   値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比
   較処理を実行する比較処理手段と、
   前記比較処理された二値化画像と、この比較処理前の二値化画像とにおける対
   象画像領域の画素数が同一であるか否かを判定する判定手段と、
   予め定める設定回数の対象領域縮小処理を、入力二値化画像に対して実行し、
   得られる二値化画像に対して、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比較サ
   イクルを、判定手段の判定結果に基づいて、予め定めた処理回数繰り返して実行
   するように、縮小処理手段、拡大処理手段、比較処理手段および判定手段を制御
   する制御手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
3. 入力二値化画像に対して、前記二値のいずれか一方で表される
   対象画像領域が小さくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか一方の処
   理である対象領域縮小処理を実行する縮小処理手段と、
   少なくとも前記対象領域縮小処理された二値化画像に対して、前記対象画像領
   域が大きくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか他方の処理である対
   象領域拡大処理を実行する拡大処理手段と、
   前記対象領域拡大処理された二値化画像と、入力二値化画像とを比較し、各二
   値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比
   較処理を実行する比較処理手段と、
   前記比較処理された二値化画像と、この比較処理前の二値化画像とにおける対
   象画像領域の画素数が同一であるか否かを判定する判定手段と、
   予め定める設定回数の対象領域縮小処理を、入力二値化画像に対して実行し、
   得られる二値化画像に対して、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比較サ
   イクルを、判定手段の判定結果に基づいて、予め定めた処理時間繰り返して実行
   するように、縮小処理手段、拡大処理手段、比較処理手段および判定手段を制御
   する制御手段とを有することを特徴とする画像処理装置。
4. 入力二値化画像に対して、前記二値のいずれか一方で表される
   対象画像領域が小さくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか一方の処
   理である対象領域縮小処理を実行する縮小処理工程と、
   少なくとも前記対象領域縮小処理された二値化画像に対して、前記対象画像領
   域が大きくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか他方の処理である対
   象領域拡大処理を実行する拡大処理工程と、
   前記対象領域拡大処理された二値化画像と、入力二値化画像とを比較し、各二
   値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比
   較処理を実行する比較処理工程と、
   前記比較処理された二値化画像と、この比較処理前の二値化画像とにおける対
   象画像領域の画素数が同一であるか否かを判定する判定工程と、
   予め定める設定回数の対象領域縮小処理を、入力二値化画像に対して実行し、
   得られる二値化画像に対して、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比較サ
   イクルを、判定工程の判定結果に基づいて、比較処理前後の画像における画素数
   が一致するまで、繰り返して実行するように、縮小処理工程、拡大処理工程、比
   較処理工程および判定工程を制御する工程とを有することを特徴とする画像処理
   方法。
5. 入力二値化画像に対して、前記二値のいずれか一方で表される
   対象画像領域が小さくなるように、予め定める設定回数の収縮処理を実行する第
   １工程と、
   少なくとも第１工程の後、対象画像領域の画素数を保存する第２工程と、
   少なくとも前記収縮処理された二値化画像に対して、前記対象画像領域が大き
   くなるように、膨張処理を実行する第３工程と、
   前記膨張処理された後の二値化画像と、入力二値化画像との論理積をとり、論
   理積画像を求める第４工程と、
   膨張処理された後の二値化画像に関して、対象画像領域の画素数を求める第５
   工程と、
   前記保存された画素数と、第５工程で求められる画素数とを比較して、画素数
   の差がある場合には前記第２工程に戻り、画素数の差がない場合にはこの論理積
   画像を結果画像として出力する第６工程とを有することを特徴とする画像処理方
   法。
6. 入力二値化画像に対して、前記二値のいずれか一方で表される
   対象画像領域が小さくなるように、予め定める設定回数の膨張処理を実行する工
   程と、
   少なくとも前記工程の後、対象画像領域の画素数を保存する工程と、
   少なくとも前記膨張処理された二値化画像に対して、前記対象画像領域が大き
   くなるように、収縮処理を実行する工程と、
   前記収縮処理された後の二値化画像と、入力二値化画像との論理積をとり、論
   理積画像を求める工程と、
   収縮処理された後の二値化画像に関して、対象画像領域の画素数を求める工程
   と、
   前記保存された画素数と、前記工程で求められる画素数とを比較して、画素数
   の差がある場合には前記画素数を保存する工程に戻り、画素数の差がない場合に
   はこの論理積画像を結果画像として出力する工程とを有することを特徴とする画
   像処理方法。
7. 請求項４〜６のいずれかに記載の画像処理方法をコンピュータ
   に実行させるためのプログラム。
8. 請求項７に記載のプログラムを記憶したコンピュータ読取可能
   な記憶媒体。
9. 被検査対象に光を照射する照射手段と、
   被検査対象を撮像する撮像手段と、
   撮像手段を用いて撮像された被検査対象の画像を二値化する二値化手段と、
   二値化手段によって二値化される入力二値化画像に対して、前記二値のいずれ
   か一方で表される対象画像領域が小さくなるように、膨張処理および収縮処理の
   いずれか一方の処理である対象領域縮小処理を実行する縮小処理手段と、
   少なくとも前記対象領域縮小処理された二値化画像に対して、前記対象画像領
   域が大きくなるように、膨張処理および収縮処理のいずれか他方の処理である対
   象領域拡大処理を実行する拡大処理手段と、
   前記対象領域拡大処理された二値化画像と、入力二値化画像とを比較し、各二
   値化画像において共に対象画像領域に含まれる画素だけを対象画像領域とする比
   較処理を実行する比較処理手段と、
   前記比較処理された二値化画像と、この比較処理前の二値化画像とにおける対
   象画像領域の画素数が同一であるか否かを判定する判定手段と、
   予め定める設定回数の対象領域縮小処理を、入力二値化画像に対して実行し、
   得られる二値化画像に対して、対象領域拡大処理した後比較処理する拡大比較サ
   イクルを、判定手段の判定結果に基づいて、比較処理前後の画像における画素数
   が一致するまで、繰り返して実行するように、縮小処理手段、拡大処理手段、比
   較処理手段および判定手段を制御する制御手段と、
   判定手段の判定結果に基づいて画像を出力する表示手段とを有することを特徴
   とする検査装置。

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